MRI je neinvazivna tehnologija snimanja koja proizvodi trodimenzionalne detaljne anatomske slike. Često se koristi za otkrivanje bolesti, dijagnozu i praćenje liječenja. Temelji se na sofisticiranoj tehnologiji koja pobuđuje i detektira promjenu smjera rotacijske osi protona koji se nalaze u vodi koja čini živa tkiva.
Kako radi MRI?
MRI koristi snažne magnete koji proizvode snažno magnetsko polje koje tjera protone u tijelu da se usklade s tim poljem. Kada radiofrekvencijska struja tada pulsira kroz pacijenta, protoni se stimuliraju i izbacuju se iz ravnoteže, naprežući se protiv magnetskog polja. Kada je radiofrekvencijsko polje isključeno, MRI senzori mogu detektirati energiju koja se oslobađa dok se protoni ponovno usklađuju s magnetskim poljem. Vrijeme koje je potrebno protonima da se ponovno usklade s magnetskim poljem, kao i količina oslobođene energije, mijenja se ovisno o okolini i kemijskoj prirodi molekula. Liječnici mogu razlikovati različite vrste tkiva na temelju ovih magnetskih svojstava.
Za dobivanje MRI slike, pacijent se stavi unutar velikog magneta i mora ostati vrlo miran tijekom procesa snimanja kako ne bi zamutio sliku. Kontrastna sredstva (koja često sadrže element gadolinij) mogu se dati pacijentu intravenozno prije ili tijekom magnetske rezonance kako bi se povećala brzina kojom se protoni ponovno usklađuju s magnetskim poljem. Što se protoni brže poravnaju, to je slika svjetlija.
Koje vrste magneta koriste MRI?
MRI sustavi koriste tri osnovne vrste magneta:
-Otpornički magneti napravljeni su od mnogo namotaja žice omotanih oko cilindra kroz koji prolazi električna struja. Ovo stvara magnetsko polje. Kad se struja isključi, magnetsko polje nestaje. Troškovi izrade ovih magneta niži su od supravodljivih magneta (vidi dolje), ali za rad su potrebne ogromne količine električne energije zbog prirodnog otpora žice. Struja može biti skupa kada su potrebni magneti veće snage.
- Trajni magnet je upravo to -- trajan. Magnetsko polje je uvijek tu i uvijek punom snagom. Stoga održavanje terena ne košta ništa. Veliki nedostatak je što su ti magneti izuzetno teški: ponekad mnogo, mnogo tona. Neka jaka polja trebaju magnete tako teške da bi ih bilo teško konstruirati.
-Supravodljivi magneti daleko su najčešće korišteni u magnetskoj rezonanci. Supervodljivi magneti donekle su slični otpornim magnetima - zavojnice žice kroz koje prolazi električna struja stvaraju magnetsko polje. Važna je razlika u tome što je u supravodljivom magnetu žica neprestano okupana tekućim helijem (na hladnih 452,4 stupnja ispod nule). Ova gotovo nezamisliva hladnoća smanjuje otpor žice na nulu, dramatično smanjujući potrebu za električnom energijom za sustav i čineći ga mnogo ekonomičnijim za rad.
Vrste magneta
Dizajn magnetske rezonancije bitno je određen vrstom i formatom glavnog magneta, tj. zatvorenom MRI tunelskog tipa ili otvorenom MRI.
Najčešće korišteni magneti su supravodljivi elektromagneti. Oni se sastoje od zavojnice koja je hlađenjem tekućinom helijem postala supravodljiva. Oni proizvode jaka, homogena magnetska polja, ali su skupi i zahtijevaju redovito održavanje (odnosno dopunjavanje spremnika helija).
U slučaju gubitka supravodljivosti, električna energija se rasipa kao toplina. Ovo zagrijavanje uzrokuje brzo iskuhavanje tekućeg helija koji se pretvara u vrlo veliki volumen plinovitog helija (ugasiti). Kako bi se spriječile toplinske opekline i gušenje, supravodljivi magneti imaju sigurnosne sustave: cijevi za odvod plina, praćenje postotka kisika i temperature unutar MRI sobe, otvaranje vrata prema van (pretlak unutar sobe).
Supervodljivi magneti rade kontinuirano. Kako bi se ograničila ograničenja instalacije magneta, uređaj ima sustav zaštite koji je ili pasivan (metalni) ili aktivan (vanjska supravodljiva zavojnica čije je polje suprotno onom unutarnje zavojnice) kako bi se smanjila jakost rasipnog polja.
MRI niskog polja također koristi:
- Otporni elektromagneti, koji su jeftiniji i lakši za održavanje od supravodljivih magneta. Oni su daleko manje snažni, troše više energije i zahtijevaju sustav hlađenja.
-Trajni magneti, različitih formata, sastavljeni od feromagnetskih metalnih komponenti. Iako imaju prednost što su jeftini i laki za održavanje, vrlo su teški i slabog intenziteta.
Da bi se dobilo najhomogenije magnetsko polje, magnet mora biti fino podešen ("shimming"), bilo pasivno, koristeći pomične komade metala, ili aktivno, koristeći male elektromagnetske zavojnice raspoređene unutar magneta.
Karakteristike glavnog magneta
Glavne karakteristike magneta su:
- Vrsta (supravodljivi ili otporni elektromagneti, trajni magneti)
-Snaga proizvedenog polja, mjerena u Tesla (T). U trenutnoj kliničkoj praksi to varira od 0,2 do 3,0 T. U istraživanjima se koriste magneti jačine od 7 T ili čak 11 T i više.
-Homogenost
